双频带天线、设备及制造方法技术

提供了一种与无线设备应用相关的双频带天线(20)或耦合谐振器及其制造方法。天线(20)的实施例具有在较低的2

【技术实现步骤摘要】
双频带天线、设备及制造方法


[0001]本公开大体上涉及天线、设备和制造方法。更具体地，本公开涉及一种在无线设备中使用的双频带天线及其制造方法。

技术介绍

[0002]各种设备，诸如无线接入点(AP)、流媒体设备、电话、笔记本电脑、平板电脑、手表、路由器等(统称为“无线设备”)，利用天线或耦合天线来进行无线通信。近来，对用于移动无线应用的天线的需求已急剧增加，并且现在有许多用于需要宽范围频带的无线通信的应用。
[0003]在常规的用户电子无线设备中，为了设计单频带天线，需要将诸如金属制PCD、金属制外壳等的接地平面以及辐射元件设计为在5GHz处谐振。辐射元件可以通过同轴电缆、传输线或链路来激励。另外，有时需要短路以补偿辐射元件与地面之间的寄生电容。在设计常规的双频带天线时(例如，对于WiFi应用为5GHz并且对于蓝牙设备为2.4GHz)，必须增大辐射元件的尺寸以支持两个谐振。典型地实施元件的增大使得一个元件支持较低的频带，并且另一个元件支持较高的频带。增大元件时，不期望具有更大的辐射元件，因为它们占据了设备内更大的体积，这反过来又使产品更大或者替代地减小了可放置在其中的附加组件的空间体积。当元件增大时，整个天线会变得更大，这使其很难在印刷电路板(PCB)上安装。与在表面贴装技术(SMT)过程中一样，天线需要在铺设在移动频带上的PCB上保持平衡。因此，天线最终具有作为附加部件和具有附加成本的载体部。
[0004]图1是用于在无线设备应用中使用的常规双频带天线10的截面图。如图所示，双频带天线10在左侧具有于2.4GHz处谐振的低频部分2并且在右侧具有于5GHz处谐振的高频部分3。低频部分2和高频部分3两者都是平面倒F(PIFA)单极或倒F天线(IFA)结构。PIFA/IFA元件2、3经由短引脚4连接到接地平面5。
[0005]常规双频带天线10的布置的缺点之一是需要在接地平面5与高频和低频部分2、3之间的空间7内容纳短引脚4和电缆6的长度L
P
。另外，低频部分2的定向减少了无线设备应用中的用于其他必要组件的可用体积。因此，必须增加任何无线设备应用的尺寸以容纳附加的组件。在一些情况下，常规的双频带天线的体积可以是常规的单频带天线的三倍。因此，需要单个紧凑型天线，该单个紧凑型天线具有在两个或更多个频带中可操作的天线辐射元件。此外，这种设备的设计趋势是它们能够对于附加设备组件具有可用体积的情况下，适于紧凑的形状因数。

技术实现思路

[0006]提供了双频带天线或耦合谐振器的实施例。在一个实施例中，天线包括：接地平面；电连接到接地平面的寄生元件；以及用于在高频带处谐振并经由短路连接到接地平面的高频元件。高频元件电容耦合到寄生元件，从而形成环形天线，该环形天线适于并配置为在低频带处谐振。在一个实施例中，高频元件在双频带天线中配置为倒F天线。在该实施例
中，倒F天线具有一部分，使得该部分的宽度大于该部分的长度的1/4。在一个实施例中，高频带为5-6GHz，并且低频带为2-3GHz。
[0007]寄生元件可以由屏蔽罐、散热器、外壳和冲压金属片之一形成。在一个实施例中，形成环形天线的寄生元件是散热器的一部分或从散热器中生长出来。在一个实施例中，经由模制工艺模制或制造寄生元件。在另一实施例中，将寄生元件设计为使得寄生元件在第一端处的第一宽度大于寄生元件在第二端处的第二宽度。环形天线可以包括连接到接地平面的机械连接。在又一实施例中，将寄生元件制造为单独的组件。
[0008]还提供了具有壳体的无线设备的实施例。该无线设备包括至少一个设备组件；以及包括在其中的至少一个双频带天线。双频带天线具有适于并配置为在高频带中谐振的高频元件；以及电容耦合到高频元件以形成电流环路的寄生元件，其中电流环路适于并配置为在低频带处谐振。至少一个设备组件可以是散热器、风扇模块和印刷电路板之一。高频带可为5-6GHz，并且低频带为2-3GHz。在一个实施例中，高频元件配置为倒F天线。在其他实施例中，倒F天线的一部分具有大于该部分的长度的1/4的宽度。
[0009]提供了一种用于制造无线设备的方法的实施例。在一个实施例中，该方法包括：提供设置在无线设备的壳体内的一个或更多个组件；并且提供设置在壳体内的至少一个天线元件。所述至少一个天线元件具有寄生元件和高频元件，其中该高频元件适于并配置为在高频带处谐振，并且该高频元件电容耦合至寄生元件，从而形成适于并配置为在低频带处谐振的电流环路。提供寄生元件的步骤可以包括模制寄生元件。寄生元件也可以从散热器中生长出来或作为散热器的一部分提供。提供至少一个天线元件的步骤可以包括获得或制造寄生元件作为单独的组件。在又一其他实施例中，高频带为5-6GHz，并且较低的频带为2-3GHz。
附图说明
[0010]在本文中，参考各种附图来示出和描述本公开，其中相同的附图标记用于表示相同的系统组件/方法步骤，并且其中：
[0011]图1是常规双频带天线的截面图，其对于无线设备组件的可用体积最小；
[0012]图2是根据在本文描述的实施例的双频带天线的截面框图；
[0013]图3A是图2的天线的侧面立体图；
[0014]图3B是图2的天线的俯视立体图；
[0015]图4A是寄生元件设计的实施例的渐缩宽度的俯视图；
[0016]图4B是寄生元件设计的实施例的渐缩厚度的侧视图；
[0017]图5A是根据本公开的实施例的作为天线的独立部分的寄生元件设计的俯视图；
[0018]图5B是作为图5A所示的天线的实施例的独立部分的寄生元件设计的侧视图；
[0019]图6是图2的天线的侧面透视图，示出了高频元件23辐射时的电流；
[0020]图7A是图2的天线的侧面立体图，示出了高频元件和低频环路两者均辐射时的电流流动；
[0021]图7B是图2的天线的俯视立体图，示出了高频元件和低频环路两者均辐射时的电流流动；
[0022]图8是利用本公开的双频带天线的实施例的无线设备的实施例的立体图；
[0023]图9是图8的无线设备的一部分的放大图，图中具有根据本公开的实施例的已被布线并焊接到天线的天线电缆；
[0024]图10是图8的无线设备的一部分的替代视图，箭头表示了根据本公开的实施例、在操作中的天线的低频电流环路；以及
[0025]图11A-C是示出了在本公开的操作中的天线的示例性实施例的调谐、效率和耦合的曲线图。
具体实施方式
[0026]在各种示例性实施例中，本公开涉及一种在无线设备应用中使用的天线及其制造方法。无线设备可以包括诸如流媒体设备、电话、笔记本电脑、平板电脑、手表、路由器等的应用。本专利技术的天线和相关设备的实施例在较低的2-3GHz频带和较高的5-6GHz频带范围中均具有谐振频率。在一个实施例中，无线设备在操作期间具有两个特定的谐振频率，即2.4GHz的低频带和5GHz的高频带。
[0027]双频带天线设计
[0028]图2是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频带天线(20)，包括：接地平面(25)；寄生元件(22)，其电连接到所述接地平面(25)；以及高频元件(23)，所述高频元件用于在高频带处谐振并经由短路连接到接地平面(25)，其中，所述高频元件(23)电容耦合到所述寄生元件(22)，从而形成在低频带处谐振的环形天线。2.根据权利要求1所述的双频带天线(20)，其中，高频元件(23)配置为倒F天线。3.根据权利要求2所述的双频带天线(20)，其中，所述倒F天线具有一部分，使得所述部分的宽度大于所述部分的长度的1/4。4.根据权利要求1至3中任一项所述的双频带天线(20)，其中，所述高频带为5-6GHz，并且所述低频带为2-3GHz。5.根据权利要求1至4中任一项所述的双频带天线(20)，其中，所述寄生元件(22)由屏蔽罐、散热器、外壳和冲压金属片之一形成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的双频带天线(20)，其中，形成所述环形天线的寄生元件(22)是散热器的一部分。...

【专利技术属性】
技术研发人员：米罗斯拉夫，
申请(专利权)人：普卢姆设计有限公司，
类型：发明
国别省市：